As estrelas mais brilhantes não vivem sozinhas

Um novo estudo que utilizou o Very Large Telescope (VLT) do ESO mostrou que a maioria das estrelas brilhantes de elevada massa, responsáveis pela evolução das galáxias, não vivem isoladas.

© ESO (ilustração de uma estrela vampira e sua vítima)

Quase três quartos destas estrelas têm uma companheira próxima, muito mais do que o suposto anteriormente. Surpreendentemente, a maior parte destes pares interagem de modo violento, ocorrendo, por exemplo, transferência de massa de uma estrela para a outra. Pensa-se que cerca de um terço destes pares acabará por se fundir, formando uma única estrela.

O Universo é um lugar muito diverso e muitas das estrelas são bastante diferentes do Sol. Uma equipe internacional utilizou o VLT para estudar estrelas do tipo O, as quais apresentam temperaturas, massas e luminosidades muito elevadas. A maioria das estrelas são classificadas de acordo com o seu tipo espectral ou cor. Este parâmetro está, por sua vez, relacionado com a massa das estrelas e a sua temperatura superficial. Partindo da mais azul (e portanto da mais quente e de maior massa) até a mais vermelha (e portanto a mais fria e de menor massa), a sequência de classificação mais comum é O, B, A, F, G, K e M. As estrela do tipo O têm uma temperatura superficial de cerca de 30.000 ºC ou mais, e possuem coloração azul pálido brilhante. A sua massa é 15 ou mais vezes a massa do Sol e e podem ser até um milhão de vezes mais brilhantes. Estas estrelas têm vidas curtas e violentas, desempenhando um papel fundamental na evolução das galáxias. Estão também ligadas a fenômenos extremos, tais como "estrelas vampiras", onde a estrela menor suga matéria da superfície da companheira maior, e explosões de raios gama.

© ESO (estrelas quentes e brilhantes do tipo O)

Os astrônomos estudaram uma amostra de 71 estrelas de tipo O, tanto isoladas como em sistemas binários em seis aglomerados estelares jovens próximos na Via Láctea. A maior parte das observações utilizou os telescópios do ESO, incluindo o VLT.

Ao analisar a radiação emitida por estes objetos com um detalhamento inédito, a equipe descobriu que 75% de todas as estrelas do tipo O fazem parte de um sistema binário, uma proporção mais elevada do que a suposta até agora, e a primeira determinação precisa deste valor. Mais importante ainda, a equipe descobriu que a proporção destes pares onde as estrelas se encontram suficientemente próximas uma da outra para que haja interação entre elas (quer através de fusão estelar quer através de transferência de massa pelas chamadas estrelas vampiras) é muito mais elevada do que a esperada, resultado que tem implicações profundas na nossa compreensão da evolução de galáxias.

As estrelas do tipo O constituem apenas uma fração de um por cento das estrelas no Universo, mas os fenômenos violentos a que estão associadas significam que têm um efeito desproporcional em seu meio circundante. Os ventos e choques que vêm destas estrelas podem tanto dar origem como interromper a formação estelar, a sua radiação faz com que as nebulosas brilhem, as suas supernovas enriquecem as galáxias com elementos pesados essenciais à vida, estando ainda associadas às explosões de raios gama, as quais se contam entre os fenômenos mais energéticos no Universo. As estrelas de tipo O estão por isso implicadas em muitos dos mecanismos que fazem evoluir as galáxias.

As fusões entre estrelas, as quais a equipe estima que serão o destino final de cerca de 20 a 30% das estrelas de tipo O, são fenômenos violentos. Mas mesmo o cenário comparativamente calmo de estrelas vampiras, que acontece em 40 a 50% dos casos, tem efeitos profundos no modo como as estrelas evoluem.

Até agora, os astrônomos pensavam que os sistemas binários de estrelas de elevada massa, onde as componentes orbitam muito próximo uma da outra, eram uma exceção, algo apenas necessário para explicar fenômenos exóticos, tais como binárias de raios X, pulsares duplos ou buracos negros binários. Este novo estudo mostra que, para interpretar corretamente o Universo, não podemos fazer esta simplificação: estas estrelas duplas de elevada massa não são apenas comuns, as suas vidas são também fundamentalmente diferentes daquelas que existem enquanto estrelas isoladas.

Por exemplo, no caso das estrelas vampiras, a estrela menor, de massa menor, rejuvenesce ao sugar hidrogênio fresco da sua companheira. A sua massa irá aumentar substancialmente e irá sobreviver à sua companheira, vivendo muito mais tempo do que uma estrela isolada com a mesma massa. Entretanto, a estrela vítima fica sem o seu envelope antes de ter oportunidade de se tornar numa supergigante vermelha luminosa. Em vez disso, o seu núcleo azul quente fica exposto. Deste fenômeno resulta que a população estelar de uma galáxia distante poderá parecer muito mais jovem do que é na realidade: tanto as estrelas vampiras rejuvenescidas como as estrela vítimas diminuídas tornam-se mais quentes e azuis em termos de cor, ficando portanto com a aparência de estrelas mais jovens. Saber a verdadeira proporção das estrelas binárias de elevada massa em interação é por isso crucial para se poder caracterizar corretamente estas galáxias longínquas. A existência deste número enorme de estrelas vampiras está de acordo com um outro fenômeno anteriormente inexplicável. Cerca de um terço das estrelas que explodem como supernovas têm, surpreendentemente, muito pouco hidrogênio. No entanto, a proporção de supernovas pobres em hidrogênio está de acordo com a proporção de estrelas vampiras encontradas neste estudo. Espera-se que as estrelas vampiras dêem origem a supernovas pobres em hidrogênio nas suas vítimas, uma vez que as camadas exteriores ricas em hidrogênio terão sido arrancadas pela gravidade da estrela vampira antes da vítima ter tido oportunidade de explodir como supernova.

A única informação que os astrônomos têm das galáxias distantes é fornecida pela radiação que chega aos telescópios. Sem fazer suposições sobre o que é responsável por esta radiação, não podemos tirar conclusões sobre a galáxia, tais como quão massiva ou jovem ela é. Este estudo mostra que a suposição frequente de que a maioria das estrelas existem de forma isolada pode levar a tirar as conclusões erradas.

Para compreender qual a proporção estes efeitos e como é que esta nova perspectiva afetará a nova visão da evolução galáctica, temos novos estudos deverão ser aplicados. Fazer a modelagem de estrelas binárias é algo complicado, por isso demorará algum tempo até que estas considerações sejam incluídas nos modelos de formação galáctica.

Os resultados serão publicados na edição de amanhã na revista Science.

Fonte: ESO

A arquitetura de um sistema planetário

Foram encontrados três exoplanetas que orbitam uma estrela em situação semelhante à da Terra.

© Nature (ilustração de três planetas orbitando a estrela Kepler-30)

Essa observação propicia novas condições que determinam a arquitetura de um sistema planetário.

No caso da Via Láctea, o equador do Sol e o plano orbital dos planetas estão praticamente alinhados, o que seria consequência da formação dos corpos em um único disco giratório gasoso. Isso permite, por exemplo, que possa haver luz e vida em uma extensa área do planeta, como ocorre com a Terra.

Muitos sistemas de exoplanetas, porém, não apresentam esse mesmo arranjo. Corpos gigantes e quentes, semelhantes a Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar, estão muitas vezes desalinhados. Alguns têm até órbitas retrógradas, ou seja, giram na direção contrária à rotação de sua estrela principal.

Os cientistas suspeitam que grandes inclinações nas órbitas são resultado das mesmas interações dinâmicas que produzem planetas parecidos com Júpiter.

Desta vez, o astrofísico Roberto Sanchis-Ojeda e colegas analisaram o trânsito dos planetas Kepler-30b, Kepler-30c e Kepler-30d ao observarem manchas sobre a estrela Kepler-30, de massa e raio semelhantes aos do Sol, só que mais jovem e com rotação mais rápida que a da nossa maior estrela.

Os pesquisadores mostram que a órbita dos três planetas desse sistema está alinhada com o equador estelar. Além disso, a órbita do trio está alinhada uns com os outros, em uma configuração parecida com a nossa. Nesse sistema, não há nenhum “Júpiter” quente e gasoso.

Os dados foram obtidos pelo telescópio Kepler, da agência espacial americana (NASA), captados durante dois anos e meio, em 27 trânsitos dos planetas pela estrela.

Fonte: Nature

Encontrado um pulsar muito jovem

Usando métodos engenhosos de análise de dados, os pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Gravitacional e para Radioastronomia descobriram um pulsar nos dados do telescópio espacial de raios gama Fermi.

© NASA/Fermi/Cruz de Wilde (ilustração de um pulsar)

A imagem acima mostra a radiação gama (violeta) muito acima da superfície dos restos compactos da estrela, enquanto as ondas de rádio (verde) são emitidos ao longo dos pólos magnéticos sob a forma de um cone. A rotação varre as regiões de emissões em toda a linha de visão terrestre, fazendo a luz pulsar-se periodicamente no céu.

Os pulsares são astros cósmicos que giram sobre seus eixos muitas vezes por segundo, emitindo ondas de rádio e radiação gama no espaço. Os pulsares de raios gama são difíceis de serem identificados porque as suas características, tais como a sua posição no céu, o período de rotação e sua mudança no tempo, são desconhecidas. E os astrônomos podem apenas determinar a sua posição aproximada no céu a partir das observações originais do Fermi, requerendo uma grande quantidade de tempo de computação.

Esta é a única maneira de encontrar uma periodicidade oculta nos tempos de chegada dos fótons de raios gama. Mesmo computadores de alto desempenho rapidamente atingem o seu limite neste processo. Portanto, os pesquisadores usaram algoritmos originalmente desenvolvidos para a análise de dados de ondas gravitacionais para realizar uma caçada particularmente eficiente através dos dados do Fermi.

O pulsar recém-descoberto, denominado J1838-0537, é muito jovem, com menos  de 5.000 anos de idade. Ele gira sobre seu próprio eixo aproximadamente sete vezes por segundo e sua posição no céu está na direção da constelação Scutum.

Durante o período de observação, o pulsar experimentou alteração em sua rotação. Uma análise mais detalhada resolveu este mistério do pulsar J1838-0537; ele sofreu uma falha súbita, girando 38 milionésimos de um Hertz mais rápido do que antes. Essa diferença pode parecer desprezível, mas é a maior falha já medida para um pulsar de raios gama.

A causa exata das falhas observadas em muitos pulsares jovens é desconhecida. Os astrônomos consideram os "terremotos estelares" da crosta da estrela de nêutrons ou interações entre o interior superfluido estelar e a crosta possam ser as possíveis explicações.

Detectando um grande número de falhas fortes no pulsar possibilita aprender mais sobre a estrutura interna desses corpos celestes compactos.

Após a descoberta os pesquisadores apontaram o telescópio de rádio em Green Bank, West Virginia (EUA) na posição celestial do pulsar de raios gama. Na observação da fonte não encontraram quaisquer indícios de pulsações na região do rádio, indicando que o pulsar J1838-0537 é apenas um raro pulsar de raios gama.

Um artigo desta descoberta será publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.

Fonte: Max Planck Institute

Tempestade de cometas ao redor de estrela

A ilustração abaixo mostra uma tempestade de cometas ao redor de uma estrela próxima da nossa conhecida como Eta Corvi.

© NASA (tempestade de cometas ao redor da estrela Eta Corvi)

Evidências que suportam essa ilustração veem de observações feitas com o telescópio espacial Spitzer da NASA, que com seus detectores infravermelhos registraram indicativos de que cometas foram recentemente disparados após a colisão de um corpo rochoso. Nessa concepção artística, um grande cometa é observado se chocando com um planeta rochoso, enviando gelo e poeira rica em carbono ao espaço, enquanto também se choca com a água e com os compostos orgânicos na superfície do planeta. Um brilhante flash vermelho  foi  registrado no momento do impacto do cometa com o planeta. A estrela amarela-branca Eta Corvi é mostrada à esquerda com muitos outros cometas indo em sua direção.

O Spitzer detectou assinaturas espectrais de gelo de água, de material orgânico e de rocha ao redor da Eta Corvi, ingredientes fundamentais para os cometas. Essa é a primeira vez que evidências como essas de uma tempestade de cometas foram registradas ao redor de uma estrela. A estrela Eta Corvi está na idade certa, cerca de um bilhão de anos, de ter a experiência de um bombardeamento de cometas como o que ocorreu no Sistema Solar quando ele tinha entre 600 e 800 milhões de anos de existência, momento esse da história planetária conhecido como Bombardeamento Denso Tardio.

Os cientistas dizem que este bombardeio foi disparado no nosso Sistema Solar pela migração dos planetas externos, que se chocaram com os cometas congelados enviando-os em direção à região interna do Sistema Solar. Os cometas se chocaram com a nossa Lua e atingiram os planetas internos. Esses cometas podem ter trazido materiais para a Terra que ajudaram a iniciar a vida.

Fonte: NASA

Uma galáxia repleta de jovens estrelas

A galáxia NGC 4700 emite sinais de que um vigoroso nascimento de muitas estrelas está em andamento na imagem a seguir registrada pelo telescópio espacial Hubble.

© Hubble (galáxia NGC 4700)

As muitas nuvens brilhantes rosadas na NGC 4700 são conhecidas como regiões H II, onde a luz intensa ultravioleta proveniente das jovens estrelas quentes está fazendo com que o gás hidrogênio próximo brilhe de forma intensa. As regiões H II normalmente aparecem de forma parcial e parcelada com vastas nuvens moleculares semeando as jovens estrelas, acendendo o gás ionizado local.

Em 1610, o astrônomo francês Nicolas-Claude Fabri de Peiresc observou a galáxia através de um telescópio e descobriu o que seria a primeira região H II a ser registrada: a Nebulosa de Órion, localizada relativamente perto do nosso Sistema Solar na Via Láctea. Os astrônomos estudam essas regiões através da Via Láctea e podem facilmente observar as mesmas regiões em outras galáxias em busca da química que constitui o ambiente cósmico e sua influência na formação das estrelas.

A NGC 4700 foi descoberta em Março de 1786 pelo astrônomo britânico William Herschel que a notou como sendo uma nebulosa muito apagada. A NGC 4700, juntamente com muitas outras galáxias relativamente próximas, é encontrada na constelação de Virgo (Virgem) e é classificada como uma galáxia espiral barrada, semelhante à estrutura da Via Láctea. Ela localiza-se a aproximadamente 50 milhões de anos-luz de distância da Terra e se move para longe de nós a uma velocidade de 1.400 km/s devido à expansão do Universo.

Fonte: ESA

Determinada a distância de uma galáxia antiga

Uma equipe internacional de astrônomos liderada por Fabian Walter do Instituto Max Planck para a Astronomia (MPIA) em Heidelberg, na Alemanha, conseguiu pela primeira vez determinar a distância da galáxia HDF850.1.

© NASA/MPIA (região do Hubble Deep Field onde está a HDF850.1)

Esta galáxia é uma das mais produtivas na formação estelar no Universo observável. A galáxia está a uma distância de 12,5 bilhões de anos-luz. Assim, a vemos quando o Universo tinha menos de 10% de sua idade atual. Além disso, a HDF850.1 faz parte de um grupo de cerca de uma dúzia de protogaláxias que se formaram nos primeiros bilhões de anos de história cósmica.

A galáxia HDF850.1 foi descoberta em 1998. É famosa por produzir novas estrelas a uma taxa extraordinária, mesmo em escalas astronômicas: uma massa acumulada de mil sóis por ano. Para efeito de comparação: uma galáxia comum como a nossa não produz mais do que uma massa solar de novas estrelas por ano.

O "Hubble Deep Field", onde HDF850.1 está localizada, é uma região no céu que proporciona uma visão quase inigualável nos confins do espaço. Ele foi primeiramente estudado extensivamente usando o telescópio espacial Hubble. No entanto, observações com luz visível apenas revelam uma parte da imagem cósmica, e observações em diferentes comprimentos de onda foram exploradas. No final de 1990, os astrônomos usando o telescópio James Clerk Maxwell no Havaí pesquisaram a região usando a radiação submilimétrica. Este tipo de radiação, com comprimentos de onda entre alguns décimos de milímetro e um milímetro, é particularmente adequada para a detecção de nuvens frescas de gás e poeira.

Os pesquisadores foram pegos de surpresa quando perceberam que a HDF850.1 era a mais brilhante fonte de emissão submilimétrica neste campo, porém era completamente invisível nas observações do telescópio espacial Hubble!

A invisibilidade da galáxia não é um grande mistério. As estrelas são formadas de densas nuvens de gás e poeira. Estas nuvens densas são opacas à luz visível, escondendo a galáxia nesta região do espectro. A radiação submilimétrica passa através das densas nuvens de poeira, mostrando o seu interior. Mas, uma faixa muito estreita do espectro torna muito difícil determinar o redshift da galáxia.

Agora, a equipe conseguiu resolver o mistério. Aproveitando recentes atualizações para o interferômetro IRAM no Plateau de Bure, nos Alpes Franceses, que combina seis antenas de rádio que agem como um telescópio gigantesco milimétrico, foi possível identificar linhas espectrais necessárias para a determinação de distâncias precisas. "É a disponibilidade de instrumentos mais poderosos e sensíveis recentemente instalados no interferômetro IRAM, que nos permitiu detectar estas linhas fracas na HDF850.1 e, finalmente, encontrar o que tinha sido em vão durante os últimos 14 anos", explica Pierre Cox, diretor do IRAM.

O resultado é uma surpresa: a galáxia está a uma distância de 12,5 bilhões de anos-luz da Terra (redishit z ~ 5,2).

A combinação com as observações obtidas no National Science Foundation's Karl Jansky Very Large Array (VLA), em seguida, revelou que uma grande fração da massa da galáxia está na forma de moléculas, a matéria-prima para futuras estrelas. A fração é muito maior do que é encontrado nas galáxias do Universo local.

Uma vez que a distância é conhecida, foi possível mostrar que a galáxia faz parte do que parece ser uma forma primitiva de aglomerado de galáxias, um dos dois únicos grupos conhecidos até o momento.

Novos interferômetros mais poderosos que operam em comprimentos de onda milimétrica e submilimétrica, tais como: o NOEMA, a futura extensão do interferômetro do Plateau de Bure, e o ALMA, uma rede de antenas que está sendo construída por um consórcio internacional no deserto do Atacama, no Chile, irão cobrir estes comprimentos de onda em detalhes sem precedentes. Eles devem permitir determinações à distância e estudo mais detalhado de galáxias, invisíveis nos comprimentos de onda ópticos, que estavam ativamente formando estrelas no Universo primordial.

Fonte: Nature

Uma remanescente de supernova jovem

Na galáxia próxima conhecida como a Pequena Nuvem de Magalhães, uma massiva estrela que explodiu como uma supernova e começou a dissipar o seu interior por meio de espetaculares filamentos coloridos, é vista abaixo.

© Hubble (remanescente de supernova E0102)

A remanescente de supernova, conhecida como EO102, é na verdade a concha azul esverdeada de detritos localizada um pouco abaixo do centro da imagem acima feita pelo telescópio espacial Hubble. Essa delicada estrutura, brilhando em múltiplas tonalidades de púrpura e vermelho amarelada reside na parte superior direita da imagem.

Estimada como tendo somente 2.000 anos de existência, a E0102  é relativamente nova para as escala astronômicas e está apenas começando suas interações com o meio interestelar próximo. As jovens remanescentes de supernovas como a E0102 permitem aos astrônomos examinarem os materiais dos núcleos das estrelas massivas de forma direta. Isso nos dá uma ideia de como as estrelas se formaram, e do enriquecimento químico da região ao redor. Além disso, as jovens remanescentes de supernovas são consideradas uma grande ferramenta para que se possa entender cada vez melhor a física envolvida nas explosões de supernovas.

A Pequena Nuvem de Magalhães é uma galáxia anã próxima da nossa Via Láctea. Ela é visível no hemisfério sul da Terra na direção da constelação de Tucana e localiza-se a aproximadamente a 210.000 anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

Achado possível exoplaneta menor que a Terra

Um exoplaneta menor que a Terra foi detectado pelo telescópio espacial Spitzer da NASA.

© NASA/JPL-Caltech (ilustração de exoplaneta menor que a Terra)

O exoplaneta, denominado UCF-1.01, está a uma distância de 33 anos-luz e tem dois terços do tamanho das Terra. "Nós encontramos fortes evidências de um planeta muito pequeno, muito quente e muito próximo", diz Kevin Stevenson, da Universidade da Flórida Central.

Os exoplanetas giram em torno de estrelas além do nosso Sol, por isso, poucos menores do que a Terra foram encontrados até o momento. O Spitzer tem realizado estudos de trânsito em exoplanetas conhecidos, mas é primeira vez que o UCF-1.01 foi identificado com o telescópio.

O candidato a exoplaneta foi encontrado por acaso nas observações do Spitzer. Os pesquisadores estudavam outro exolplaneta que gira em torno da estrela anã GJ 436. Nos dados do telescópio, os astrônomos notaram mudanças constantes na quantidade de luz infravermelha emitida pela estrela, sugerindo que um outro planeta poderia estar bloqueando uma pequena fração dessa luz.

Essas observações permitiram identificar algumas propriedades do exoplaneta. O diâmetro do UCF-1.01 seria de 8.400 km, cerca de dois terços da Terra. Ele giraria em torno da estrela anã a cerca de sete vezes a distância entre a Terra e a Lua, e seu ano duraria apenas 1,4 dias terrestres. Dada a proximidade em relação à estrela - mais perto do que Mercúrio e o nosso Sol - o exoplaneta teria uma temperatura de mais de 600ºC na superfície. Se o UCF-1.01 teve uma atmosfera, ela provavelmente já evaporou. Joseph Harrington, co-autor da pesquisa, também da Universidade da Flórida Central, sugeriu que o calor poderia mesmo ter derretido a superfície do exoplaneta, que ficaria coberto de magma.

Além do UCF-1.01, os pesquisadores acreditam que possa haver um terceiro planeta, apelidado de UCF-1.02, orbitando a estrela GJ 436. Os supostos exoplanetas têm uma massa muito pequena para serem medidas, e a massa é uma das informações necessárias para confirmar uma descoberta, por isso, eles ainda são chamados cautelosamente de "candidatos".

Fonte: NASA

Descoberta antiga galáxia em forma de espiral

Um grupo de astrônomos descobriu por acaso uma galáxia em forma de espiral parecida com a nossa Via Láctea, mas única em sua espécie pela distância a que se encontra do planeta Terra.

© Joe Bergeron (ilustração da galáxia BX442)

"Foi realmente um acidente. Nosso grupo estava estudando as galáxias geradoras de estrelas dos primórdios do Universo, a 10,7 bilhões de anos-luz. E, de repente, surgiu a BX442, com sua estrutura em espiral", explicou Alice Shapley, da Universidade da Califórnia, Los Angeles.

Graças ao telescópio espacial Hubble, Alice Shapley e seus colegas descobriram a galáxia BX442, um achado considerado único devido a sua antiguidade, 3 bilhões de anos depois do Big Bang.

© Hubble/Keck (imagem da galáxia BX442 em cores falsas)

A peculiaridade da galáxia BX442 reside no fato da existência de outra galáxia anã junto a ela.

As duas estão tão próximas que a BX442 parece estar absorvendo a menor. A interação das forças de gravitação que unem os corpos é o elemento que dá à BX442 sua forma de espiral.

Fonte: Nature

O coração de um quasar brilhante

Uma equipe internacional de astrônomos observou o coração de um quasar distante com uma precisão sem precedentes.

© ESO (ilustração do quasar 3C 279)

As observações, obtidas ao ligar pela primeira vez o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) com dois outros telescópios situados em continentes diferentes, são um passo crucial em direção ao objetivo científico do projeto “Telescópio de Horizonte de Eventos”: obter imagens de buracos negros de grande massa situados no centro da nossa própria Galáxia e de outras galáxias.

Os astrônomos ligaram o APEX, no Chile, com o Submillimeter Array (SMA), no Havaí, EUA e o Submillimeter Telescope (SMT), no Arizona, EUA. Deste modo, conseguiram fazer a observação direta mais precisa até hoje do centro de uma galáxia distante, o quasar brilhante 3C 279, que contém um buraco negro de elevada massa - cerca de um bilhão de vezes a do Sol - e encontra-se tão distante da Terra que a sua radiação demorou mais de 5 bilhões de anos para chegar até nós. O APEX é uma colaboração entre o Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia (MPIfR), o Observatório Espacial Onsala (OSO) e o ESO. A operação do APEX está a cargo do ESO.

Os telescópios foram ligados usando a técnica conhecida como Interferometria de Linha de Base Muito Longa (VLBI, sigla do inglês Very Long Baseline Interferometry). Telescópios maiores obtêm observações mais precisas e a interferometria permite que vários telescópios trabalhem como um só, tão grande como a separação entre eles. Utilizando a técnica VLBI, conseguimos obter as observações mais precisas ao tornar a separação entre telescópios tão grande quanto possível. Para as observações do quasar, a equipe usou três telescópios para criar o interferômetro com distâncias intercontinentais de 9.447 km do Chile ao Havaí, 7.174 km do Chile ao Arizona e 4.627 km do Arizona ao Havaí. Ligar o APEX no Chile à rede foi crucial, já que este telescópio contribuiu com as maiores distâncias.

As observações foram feitas em ondas de rádio, em um comprimento de onda de 1,3 milímetros. Esta é a primeira vez que observações em um comprimento de onda tão curto foram feitas utilizando distâncias tão grandes. As observações atingiram uma precisão, ou resolução angular, de 28 microsegundos de arco - valor 8 bilhões de vezes menor que um grau angular. Com este valor é possível distinguir detalhes dois milhões de vezes mais precisos do que o conseguido pelo olho humano. As observações foram tão precisas que se observaram escalas menores que um ano-luz ao longo do quasar, o que é um feito extraordinário tendo em conta que o objeto que se encontra a vários bilhões de anos-luz de distância.

Estas observações representam um passo importante no sentido de obter imagens de buracos negros de elevada massa e das regiões que os rodeiam. No futuro pensa-se ligar entre si ainda mais telescópios, de modo a criar o chamado Telescópio de Horizonte de Eventos. Ele será capaz de obter imagens da sombra do buraco negro de elevada massa que se situa no centro da nossa Via Láctea, assim como de outros buracos negros situados em outras galáxias próximas. A sombra, uma região escura vista em contraste com um fundo mais brilhante, é causada pela curvatura da luz devido ao buraco negro e seria a primeira evidência observacional direta da existência do horizonte de eventos de um buraco negro, a fronteira a partir da qual nem mesmo a luz consegue escapar.

A experiência marca a primeira vez que o APEX fez parte de observações VLBI e é o ápice de três anos de trabalho árduo no local onde está instalado o APEX, a uma altitude de 5.000 metros, no planalto do Chajnantor nos Andes chilenos, onde a pressão atmosférica é apenas metade da pressão ao nível do mar. Para que o APEX estivesse pronto para o VLBI, cientistas da Alemanha e da Suécia instalaram novos sistemas digitais de aquisição de dados, um relógio atômico muito preciso e gravadores de dados pressurizados capazes de gravar 4 gigabits por segundo durante muitas horas sob condições ambientais muito adversas. Os dados - 4 terabytes para cada telescópio - foram enviados para a Alemanha em discos rígidos e processados no Instituto Max Planck para a Rádio Astronomia, em Bonn.

A bem sucedida contribuição do APEX é também importante por outra razão. O APEX partilha a sua localização e muitos aspectos da sua tecnologia com o novo telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). O ALMA encontra-se atualmente em construção e no final será uma rede de 54 antenas com 12 metros de diâmetro, como a antena do próprio APEX, mais 12 antenas menores com um diâmetro de 7 metros. A possibilidade de ligar o ALMA à rede está atualmente sendo estudada. Com a área coletora das antenas do ALMA, que tem aumentado cada vez mais, as observações poderiam atingir uma sensibilidade 10 vezes melhor do que a destes testes iniciais, o que colocaria a sombra do buraco negro de elevada massa da Via Láctea ao nosso alcance em futuras observações.

Fonte: ESO

Ilhas na fotosfera solar

Navegando num mar de plasma e ancoradas nos campos magnéticos, as manchas solares são ilhas escuras de tamanhos planetários localizadas na fotosfera solar, a superfície brilhante do Sol.

© NASA (ilustração da ejeção de massa coronal)

Elas são escuras pois elas são levemente mais frias do que a superfície ao redor. A imagem acima mostra em detalhe um grupo de manchas solares registrado em 11 de Julho de 2012. O campo de visão da imagem acima se espalha por aproximadamente 160.000 quilômetros. Esse grupo de manchas está localizado no centro da chamada região ativa AR1520, que atualmente cruza a face visível do Sol.

© Alan Friedman (região AR 1520)

De fato, uma flare solar de classe X 1.4 e uma ejeção de massa coronal entraram em erupção na AR1520 no dia 12 de Julho de 2012 lançando ao espaço parte da energia armazenada nos campos magnéticos dessa região. Como foi lançada em direção a Terra, espera-se que essa ejeção de massa coronal chegue hoje na Terra disparando tempestades geomagnéticas. Como resultado dessa interação auroras podem ocorrer durante o final de semana em alguns pontos da Terra e esse fenômeno pode-se juntar à conjunção de brilhantes planetas e da Lua crescente, que irá acontecer também durante o fim de semana.

© Cosmonovas (Lua, Júpiter, Vênus e Aldebaran)

Fonte: NASA

Galáxia M101 no século 21

Uma das últimas entradas do famoso catálogo de Charles Messier, a grande e bonita galáxia espiral M101 definitivamente não é uma das menos importantes.

© NASA/ESA (galáxia M101)

Com aproximadamente 170.000 anos-luz de diâmetro, essa galáxia é enorme, quase com o dobro do tamanho da Via Láctea. A M101 foi também uma das nebulosas espirais originais observadas por Lord Rosse através do grande telescópio do século 19, o Leviatã de Parsontown. Em contraste com o que foi observado no século 19, a imagem acima é a mais moderna já feita da galáxia M101. Essa é uma imagem feita com múltiplos comprimentos de onda obtidos pelos telescópios espaciais do século 21. Para compor a imagem foram usados os comprimentos de onda desde os raios X (alta energia) até o infravermelho (baixa energia). Podemos então observar na imagem acima em roxo os dados obtidos pelo observatório de raios X Chandra, em azul os dados capturados pelo GALEX (Galaxy Evolution Explorer), em amarelo os dados obtidos pelo telescópio espacial Hubble e em vermelho os dados obtidos pelo telescópio espacial Spitzer. Enquanto que os dados de raios X traçam a localização do gás aquecido a milhões de graus ao redor das estrelas explosivas, estrelas de nêutrons e sistemas binários de buracos negros da M101, os dados de energia mais baixa identificam as estrelas e a poeira que define os grandes braços espirais da M101. Também conhecida como a Galáxia do Cata-Vento, a M101 localiza-se na borda da constelação Ursa Maior, a aproximadamente 25 milhões de anos-luz de distância da Terra.

Fonte: NASA

Morte estelar provocada por buraco negro

A imagem abaixo é uma simulação que mostra o gás de uma estrela que está sendo arrancado por forças de maré à medida que ele cai em direção ao buraco negro.

© NASA (gás da estrela sendo arrancado pelo buraco negro)

Uma parte desse gás está sendo ejetado a altas velocidades no espaço.

Usando observações feitas com telescópios no espaço e em Terra, os astrônomos reuniram a evidência mais direta até o momento desse violento processo, ou seja, um buraco negro supermassivo corrompendo uma estrela localizada bem próxima. O projeto orbital Galaxy Evolution Explorer (GALEX) e o telescópio Pan-STARRS1 montado no cume do monte Haleakala no Havaí foram usados para ajudar a identificar o resquício estelar.

Uma flare na luz ultravioleta e na luz óptica revelou que o gás caindo no buraco negro é rico em hélio que foi expelido pelo sistema. Quando a estrela esta se partindo, parte do material colapsa em direção ao buraco negro enquanto o resto é ejetado em alta velocidade. A flare e as propriedades fornecem uma assinatura desse cenário e nos dá detalhes sem precedentes sobre essa verdadeira vítima estelar.

Para definir completamente a possibilidade de que um núcleo ativo está iluminando a galáxia, ao invés de ser uma estrela sendo corrompida, a equipe de pesquisadores usou o observatório de raios X Chandra da NASA para estudar o gás quente. O Chandra mostrou que as características do gás não se ajustam  a um núcleo ativo de galáxias.

A galáxia onde o buraco negro supermassivo está corrompendo a estrela é conhecida como PS1-10jh e está localizada a aproximadamente 2,7 bilhões de anos-luz da Terra. Os astrônomos estimam que o buraco negro supermassivo da galáxia PS1-10jh tenha uma massa de alguns milhões de sóis, tamanho esse comparável ao buraco negro supermassivo da nossa Via Láctea.

Fonte: NASA

Buraco negro ilumina galáxia!

Um buraco negro supermassivo é o principal suspeito por trás da aparência brilhante da galáxia 3C 305, localizada a cerca de 600 milhões de anos-luz de distância, na constelação Draco (Dragão).

© NASA (galáxia 3C 305)

Dados compostos do observatório de raios X Chandra e outros telescópios sugerem que o buraco negro pode estar interagindo com o gás interestelar e emitindo raios X. Ou, a radiação luminosa de regiões próximas ao buraco negro pode infundir energia para o gás que o faz brilhar.

As estruturas em vermelho e azul claro são imagens em raio X e no óptico do observatório Chandra e do telescópio espacial Hubble, respectivamente. Os dados de emissão óptica é apenas oxigênio e, portanto, toda a extensão da galáxia não é vista. Os dados em rádio são mostrados em azul mais escuro e são do Very Large Array do National Radio Astronomy Observatory (NRAO) no Novo México, bem como Multi-Element Radio-Linked Interferometer Network no Reino Unido.
Uma característica inesperada desta imagem em múltiplos comprimentos de onda da 3C 305 é que a emissão de rádio, produzida por um jato do buraco negro central, não se sobrepõem com os dados de raios X. A emissão de raios X, no entanto, parece estar associada com a emissão óptica.

Utilizando esta informação, astrônomos acreditam que a emissão de raios X pode ser causada por qualquer um de dois efeitos diferentes. Uma opção é que os jatos do buraco negro supermassivo (não visível nesta imagem) estão interagindo com o gás interestelar da galáxia e aquecendo-o o suficiente para que emitem raios X. Neste cenário, o gás aquecido por choques estaria à frente dos jatos. A outra possibilidade é que a radiação luminosa de regiões próximas ao buraco negro infunde energia suficiente ao gás interestelar para fazê-lo brilhar.

Fonte: NASA

Água da Terra veio do Cinturão de Asteroides

A ciência afirma que a água que veio parar na Terra foi formada nos confins do Sistema Solar, além de Netuno.

© NASA (nebulosa planetária)

Contudo, um estudo indica que a substância veio de uma região muito mais próxima, o Cinturão de Asteroides (entre Marte e Júpiter), através de meteoritos e asteroides o que contradiz algumas das principais teorias sobre a evolução do Sistema Solar.

Muitos cientistas acreditam que nosso planeta era quente demais nos seus primórdios para ter água e, portanto, a substância deve ter vindo de fora. Uma das hipóteses afirma que ela se formou na região transneptuniana (que fica além de Netuno, o último planeta conhecido do Sistema Solar) e depois se moveu para mais perto do Sol junto com cometas, meteoritos e asteroides. Contudo, é possível saber a distância em que as moléculas de água se formaram em relação ao Sol ao analisar os isótopos de hidrogênio presentes. Quanto mais longe da estrela, haverá menos radiação e, portanto, mais deutério.

O novo estudo comparou a presença de deutério no gelo trazido por condritos (um tipo de meteorito) e indicou que ela foi formada muito mais próxima de nós, no Cinturão de Asteroides. Esses meteoritos não contêm mais água, mas a substância fica registrada através de um tipo de mineral chamado de silicato hidratado, e é o hidrogênio presente nele que é investigado. Além disso, comparando com os isótopos de cometas, a pesquisa indica que esses corpos se formaram em regiões diferentes dos asteroides e meteoritos e, portanto, não atuaram na origem da água no nosso planeta.

"Dois modelos dinâmicos têm os cometas e os meteoritos condritos se formando na mesma região, e alguns destes objetos devem ter sido injetados na região em que a Terra se formava. Contudo, a composição da água de cometa é inconsistente com nossos dados de meteoritos condritos. O que realmente deixa apenas os asteroides como fonte da água na Terra", disse Conel Alexander, do Instituto Carnegie, líder do estudo.

Em 2011, a hipótese de que os cometas tiveram pouca importância na origem da água na Terra já estava com pouca força. Mas um estudo divulgado na revista Nature usou o telescópio Herschel, da ESA, para descobrir que a composição do cometa Hartley 2 tem uma quantidade de deutérios similar à encontrada no oceano. Foi o primeiro cometa com essa composição, já que outros seis analisados anteriormente tinham uma quantidade de deutério muito diferente dos mares da Terra.

Contudo, o novo estudo também refuta essa possibilidade. Segundo os pesquisadores, o cometa não traz apenas água, mas também outras substâncias (inclusive orgânicas) que contêm hidrogênio. E a quantidade de deutério presente nos cometas ainda fica acima daquela observada no nosso planeta, o que impede que esses corpos sejam considerados como uma importante fonte de água.

"A recente medição do cometa Hartley 2 tem uma composição isotópica de hidrogênio parecida com à da Terra, mas nós argumentamos que todo o cometa, incluindo a matéria orgânica, é provavelmente rica demais em deutério para ser uma fonte da água da Terra", diz Alexander.

Sobram duas possíveis fontes, que devem ter atuado juntas: rochas do Cinturão de Asteroides e gases (hidrogênio e o oxigênio) que existiam na nebulosa na qual o Sistema Solar se formou. O estudo foi conduzido por pesquisadores do Instituto Carnegie (EUA), Universidade da Cidade de Nova York, Museu de História Natural de Londres e da Universidade de Alberta, no Canadá.

Fonte: Science